Practica 4 Determinación del comportamiento del vapor de agua

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Practica 4 Determinación del comportamiento del vapor de agua
Presente la primera y segunda relación termodinámica “Tds”
Recordando: dS=¿
δW∫ , rev , sale=PdV espW∫ , rev , sale=∫PdV esp
Sistema cerrado
δQ∫ , rev−δW∫ ,rev , sale=dU
Pero: δQ∫ , rev=TdS δW∫ ,rev , sale=PdV esp
TdS=dU−PdV esp
Llamada ecuación de Gibbs
δQ∫ , rev−δW∫ ,rev , sale=dH
H=U+PV →dh=du+PdV esp+V esp dP
Tds=dh−V esp dP
Segunda relacion de la termodinamica.
¿Por qué trabajamos en un sistema aislado?
La entropía de un sistema en estado se equilibrio es únicamente función 
del estado del sistema, y es independiente de su historia pasada. La 
entropía puede calcularse como una función de las variables 
Sistema cerrado 
Sistema abierto 
Kiquidos y solidos Procesos isentropicos
Gases ideales 
Calores especificos 
constantes 
Calores especificos 
variables 
Procesos isentropicos 
termodinámicas del sistema, tales como la presión y la temperatura o la 
presión y el volumen.
La entropía en un sistema aislado aumenta cuando el sistema experimenta
un cambio irreversible.
Considérese un sistema aislado que contenga 2 secciones separadas con 
gases a diferentes presiones. Al quitar la separación ocurre un cambio 
altamente irreversible en el sistema al equilibrarse las dos presiones. Pero 
el mediano ha sufrido cambio durante este proceso, así que su energía y 
su estado permanecen constantes, y como el cambio es irreversible la 
entropía del sistema ha aumentado.
Considerando calores específicos constantes y variables ¿Cómo se 
determina el cambio de entropía en gases ideales?
Tanto líquidos como solidos se pueden tratar como sustancias 
incomprensibles dV esp≅0 por lo tanto:
C p=C v=C
ds=du
T
+
PdV esp
T
ds=du
T
=CdT
T
s1−s1=∫
1
2
C (T ) dT
T
≅Cprom ln
T 2
T 1
Procesos isentropicos.
s1−s1=C prom ln
T 2
T 1
=0→T 1=T 2
Desarrollo de la práctica.
Llenar el recipiente que contiene una resistencia eléctrica en su interior por
medio del compresor del aire del laboratorio hasta que la presión 
manométrica sea de 1kg/cm2. Abrir la válvula del tanque, realizar el 
llenado a través de la manguera roja conectarla al compresor. Abrir la 
válvula roja y lentamente abrir la azul para ajustar la presión.
Después de que la presión manométrica sea de 1kg/cm2 cerrar la válvula 
de lado rojo del múltiple y apagar el compresor. Tomar el dato de 
temperatura del aire en ese momento usando el manómetro azul (válvula 
del tanque abierta).
Usando el manómetro azul continúe midiendo la presión.
Conectar la resistencia eléctrica a interior del tanque hasta que la presión 
manométrica sea de 1.2 kg/cm2.
En ese momento tomar el dato de la temperatura y desconectar la 
resistencia 
eléctrica.
Calculos y graficas.
T1= 10°c
P1= 100 kPa
T2= 300°c
P2= 1200 kPa
Calcular el cambio de entropía total del sistema de la práctica por medio de
los métodos de calores específicos constantes y variables.
Calores específicos Constantes.
∆ s=cp ln
T2
T1
−R ln
P2
P1
∆ s=¿
∆ s=0.7089 kJ
kg°k
−0.7131 kJ
kg° k
∆ s=−4.2 X 10−3 kJ
kg°k
Calores específicos variables.
∆ s=∫
1
2
cpdT−Rln
P2
P1
cp=a+bT+cT 2+dT 3
∆ s=∫
283
573
¿¿¿ 
∆ S=∫
283
572 28.11
T
dt+∫
283
572
0.1967 x 10−2dt+∫
283
572
0.4802 x 10−5Tdt−∫
283
572
(−1.966 x10−9 )T 2dt−0.7131 kJ
kg° k
∆ S=28.11 ln 283
573
+(0.1967 x 10−2 ) (−290 )+0.4802 x10−5( 28322 −573
2
2 )−1.966 x10−9(283
3
3
− 573
3
3 )−0.7131 kJkg° k
∆ S=−19.83−0.5704−0.5960+0.1084−0.7131
∆ S=−21.0107 kJ
kg° k
En un diagrama t vs. S localice el estado final respecto al inicial en el que 
represente el proceso seguido por el gas.
Conclusiones:
DURANTE LA PRACTICA OBSEVAMOS EL COMPORTAMIENTO DE UN GAS AL 
SER SOMETIDO A CALOR, Y LOGRAMOS OBTENER EL CAMBIO DE SU 
ENTROPIA CONCLUYENDO QUE EL AIRE A MAYOR TEMPERATURA 
CONTIENE UNA CAMBIO DE ENERGIA MINIMO SIN EMBARGO, USANDO 
LOS DOS METODOS PLANTEADOS POR LA PRACTICA PUEDO DECIR QUE 
NO ME DIO EL MISMO RESULTAFO Y PUEDO CREER QUE MIS RESULTADOS 
SEAN ERRONEOS.SE COMPROBARA EN CLASE